DE4334202A1 - Elektromotor mit einem zumindest annähernd rohrförmigen Gehäuseabschnitt - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solcher Elektromotor bekannt, bei dem die elastischen Elemente durch elastomere Zwischenlagen gebildet sind, die einerseits den Elektromotor an den Stützbereichen halten und andererseits für eine Dämpfung der Erregerschwingungen des Elektromotors sorgen sollen. Diese einander entgegengerichteten Forderungen führen zwangsläufig zu einem Kompromiß, weil zur zuverlässigen Halterung des Elektromotors die Zwischenlagen etwas vorgespannt werden müssen. Da die Dämpfung der Schwingungen durch Walkarbeit in den Zwischenlagen erfolgt, ist keine optimale Ent­ kopplung der Stützbereiche in bezug auf die Trägerschwingungen des Elektromotors möglich. Da derartige Anordnungen häufig bei Kraft­ fahrzeug-Klimaanlagen eingesetzt werden, wo sich die Stützbereiche an Wänden von als Resonanzböden wirkenden Luftführungskanälen befin­ den, führen die Restschwingungen zu unerwünschten Betriebsgeräuschen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich eine her­ vorragende Schwingungsisolation durch eine tief abgestimmte An­ kopplung des Motors an den Stützbereichen ergibt. In diesem Fall bedeutet Schwingungsisolation, daß bei konstanten Amplituden der Erregerkräfte die durch die Federung übertragenen dynamischen Kräfte nur noch einen Bruchteil der Erregerkräfte ausmachen. Dies erreicht man durch geeignete Wahl des Abstimmungsverhältnissen η des Federsystems, wobei gilt:

Eine hohe Schwingungsisolation wird bei η < 1 bzw. ω < ω1 erreicht. Hierbei spricht man von einer überkritischen Erregung bzw. von einem tief abgestimmten System.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Elektromotors möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elastischen Elemente durch vorzugsweise aus Metall ge­ fertigte, im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Leisten gebildet sind, die sich parallel zur Drehachse des Motorankers erstrecken, die sich weiter mit ihrer U-Basis an der äußeren Mantelfläche des rohrförmigen Gehäuseabschnitts abstützen und deren U-Schenkel mit ihren freien Enden an den Stützbereichen gehalten sind, weil durch die hohe Steifigkeit der Leisten in axialer Richtung bei Motoren mit kurzer Baulänge und großem Durchmesser ein unerwünschtes Kippen oder Nicken der Motorachse aus der Ursprungslage heraus vermieden wird.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch einen Elektromotor, von dem lediglich ein rohrförmiger Gehäuseabschnitt dargestellt ist und durch einen den Motorgehäuseabschnitt mit Abstand umgebenden Trag­ ring, an dem Stützbereiche für den Motor ausgebildet sind, Fig. 2 einen Querschnitt durch die vollständige Anordnung gemäß Fig. 1, der verschiedene Ausführungen von elastischen Elementen zeigt, die zu Aufhängungssystemen für den Elektromotor gehören, und Fig. 3 eine isometrische Darstellung eines weiteren elastischen Elements zur Bildung eines Motor-Aufhängungssystems.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung soll einen Lüftermotor gegenüber seinem Träger hinsichtlich der von ihm erzeugten Erreger­ schwingungen (Radial- und Tangentialschwingungen 2 und 4 in Fig. 1) entkoppeln. Von dem Elektromotor 10 ist in Fig. 1 lediglich ein rohrförmiger Gehäuseabschnitt 12 dargestellt, der beispielsweise durch einen ferromagnetischen Rückschlußkörper gebildet sein kann. Der Elektromotor 10 ist von einem Tragring 14 umgeben, dessen Innen­ durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Gehäuseab­ schnitts 12. Somit ergibt sich ein Abstand 16 (Fig. 2) zwischen der äußeren Mantelfläche 17 des Gehäuseabschnitts 12 und der Innenwand 15 des Tragrings 14. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird dieser Abstand 16 durch elastische Elemente 18 bzw. 20 bzw. 22 bzw. 24 überbrückt, von denen in Fig. 2 vier verschiedene Ausfüh­ rungen dargestellt sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel bilden je­ weils vier gleiche elastische Elemente 18 bzw. 20 bzw. 22 bzw. 24 ein Aufhängungssystem für den Elektromotor 10 im Tragring 14. Fig. 3 zeigt ein weiteres elastisches Element 26 in isometrischer Darstellung. Allen elastischen Elementen 18 bis 26 ist gemeinsam, daß sie leistenförmig ausgebildet sind und einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Sie erstrecken sich parallel zur Drehachse 29 des Ankers des Elektromotors 10.

Die elastische Leiste 18 stützt sich, genau wie die anderen Feder­ elemente 20, 22, 24, 26, mit ihrer U-Basis 118 an einer Stützfläche 21 der Mantelfläche 17 des Gehäuseabschnitts 12 ab. Sie durchgreift mit mindestens einem aus ihr herausgeformten, hinterschnittenen An­ satz 120 einen Durchbruch 122 in den Tragring 12, so daß zur Montage der losen Federleiste 18 diese durch einfaches Zusammendrücken der U-Schenkel 124 am Gehäuseabschnitt 12 verrastet werden kann. Die freien Enden der U-Schenkel 124 sind so eingerollt, daß sich Lager­ rohre 126 ergeben. Die Lagerrohre 126 sind in entsprechenden nutar­ tigen, der Form Lagerrohre angepaßten Lagerausnehmungen 127 an Stützbereichen 28 des Tragrings 14 gehalten. Dabei sind die nutarti­ gen Lagerausnehmungen 127 so ausgeformt, daß die Lagerrohre 126 in diesem unverlierbar gehalten sind.

Die eben beschriebene Ausführungsform der Federleisten 18 trifft sinngemäß auch auf die Federleiste 20 zu. Abweichend von der be­ schriebenen Ausführungsform ist dort anstelle der Verrastung 120 die Federleiste 20 mit Hilfe eines Rohrniets 128 mit dem Gehäuseab­ schnitt 12 verbunden.

Die Federleiste 22 wird mit Hilfe einer sogenannten Speed-Nut-Ver­ bindung 220 mit dem Gehäuseabschnitt 12 verbunden. Dazu weist der Gehäuseabschnitt 12 einen radial nach außen vorspringenden Zap­ fen 222 auf, dem eine Durchbrechung 224 in der U-Basis zugeordnet ist. Der Zapfen 222 ist, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, im Querschnitt langgestreckt ausgeführt. Die diesem Zapfen zugeordnete Durchbrechung 224 in der U-Basis des Federschenkels 22, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 besser erkennbar ist, ist bezüglich ihrer Breite geringfügig kleiner als die Breite des Zapfens 222. Damit die Federleiste 22 auf dem Zapfen 222 aufgerastet werden kann, sind in der U-Basis des Federelementes Scherschnitte 226 angeordnet, welche in die Durchbrechung 224 münden. Es ergeben sich somit zwi­ schen den paarweise angeordneten Scherschnitten 226 elastisch aus­ lenkbare Lappen 228, welche ein Aufstecken der Federschiene 22 auf den Zapfen 222 erlauben. Beim Aufstecken lenken die beiden Lappen 228 geringfügig aus und verhaken sich in den Seitenflächen des Zapfens 222, so daß die Federschiene 22 bzw. 24 bzw. 26 gegen un­ beabsichtigtes Lösen an dem Zapfen 222 festgelegt ist. Diese An­ ordnung ist aus Fig. 3 am besten ersichtlich, wo bei der Feder­ schiene 26 ebenfalls die Anordnung des Durchbruchs 224, der Scher­ schnitte 226 und der auslenkbaren Lappen erkennbar ist.

Diese sogenannte, allgemein bekannte Speed-Nut-Befestigung ist sowohl bei der Federleiste 22 als auch bei den Federleisten 24 und 26 vorgesehen. Die freien Enden der U-Schenkel der Federleiste 22 sind bei dem Ausführungsbeispiel nicht gerollt, sondern nach außen gebogen und mittels an den Stützflächen angeordneten Biegelappen 224 gehalten. Dagegen sind bei der Federleiste 24 ebenfalls Lagerrohre 326 angebogen, welche in einem elastomeren Dämpfelement 320 gelagert sind. Diese Ausführungsform empfiehlt sich besonders dann, wenn bei einem stufenlos regelbaren Motor, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, einzelne, niederfrequente Erregerfrequenzen auftreten, wobei die Erregerfrequenz ω gleich der Eigenfrequenz des Fe­ dersystems η = 1 (d. h. Resonanz) oder kleiner der Eigenfrequenz ω1 (η < 1) sein kann. Hierbei wird durch das Federelement 24 keine oder nur eine geringe Schwingungsisolation erreicht. Durch das in Reihe zum Federelement 24 angeordnete Elastomerelement 320 werden diese niederfrequenten Erregerschwingungen und die sehr hohen Frequenzen, die sich über das Federmaterial ausbreiten würden, gedämpft.

Durch die rohrförmige Ausgestaltung der freien Enden der U-Schenkel und die diesen zugeordneten Lagerausnehmungen 327 wird eine Dreh­ bewegung dieser Federelementenden relativ zum Dämpfelemente 320 er­ möglicht, wodurch eine zusätzliche Dämpfung erreicht wird. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Federleisten z. B. 18 im Tragring 14 durch ihre Aufnahme seitlich aber greifende Wandabschnitte 30 gesichert.

Es ist klar, daß die Eigenfrequenz der Federleisten bzw. der je­ weiligen Aufhängungssysteme durch Anpassung der Materialdicke der Federbreite durch Wahl und Formgebung eingestellt werden kann. In diesem Zusammenhang wird nochmals auf die Ausführungsform der Feder­ leiste 26 in Fig. 3 hingewiesen, bei der die beiden U-Schenkel durch eine schwanenhalsförmige Formgebung 32 eingeschnürt sind.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung stützen sich die freien Enden der U-Schenkel 124 von den Federelementen 18, 20, 22, 24, 26 an den Stützbereichen 28 des Tragrings 14 ab, wobei bei der Aus­ führungsform mit dem Federelement 24 der Abstützbereich durch das in den Tragring 14 integrierte Dämpfelement 320 gebildet ist.

Claims (9)

1. Elektromotor mit einem zumindest annähernd rohrförmigen Gehäuse­ abschnitt, dessen äußerer Mantelfläche mit radialem Abstand mehrere gestellfeste Stützbereiche benachbart und zwischen der Mantelfläche und den Stützbereich jeweils elastische Elemente angeordnet sind, welche sich einerseits an der äußeren Mantelfläche und andererseits an den Stützflächen abstützen, den Elektromotor halten und Erreger­ schwingungen des arbeitenden Elektromotors unterdrücken, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die elastischen Elemente gebildete Aufhängungssystem so auf die Erregerschwingung des Elektromotors (10) abgestimmt ist, daß die Eigenfrequenz des Aufhängungssystem kleiner ist als die Erregerfrequenz des Elektromotors.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (18 bzw. 20 bzw. 22 bzw. 24 bzw. 26) durch vorzugsweise aus Metall gefertigte, im Querschnitt im wesentlichen U-förmige Leisten gebildet sind, die sich parallel zur Drehachse (29) des Motorankers erstrecken, die sich mit ihrer U-Basis an der äußeren Mantelfläche des rohrförmigen Gehäuseabschnitts abstützen und deren U-Schenkel mit ihren freien Enden an den Stützbereichen (28) gehalten sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der U-Schenkel rohrartig gekrümmt sind und in nut­ artigen, der Form der Schenkelenden angepaßten Lagerausnehmungen (127) an den Stützbereichen (28) gehalten sind.

4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerausnehmungen (127) in einem zu den Stützbereichen (28) gehören­ den elastomeren Dämpfelement (320) angeordnet sind, die ihrerseits in Aussparungen der Stützbereiche (28) sitzen.

5. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der U-Schenkel durch an den Stützflächen (28) an­ geordnete Biegelappen (224) gehalten sind.

6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leisten an dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt (12) mittels Nieten (128) befestigt sind.

7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen, leistenförmigen Elemente (18) an dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt (12) verrastet sind.

8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen, leistenförmigen Elemente (22 bzw. 24 bzw. 26) mittels Speed-Nut-Verbindung auf Zapfen (222) befestigt sind, welche von der äußeren Mantelfläche (18) des rohrförmigen Gehäuseabschnitts (12) aus vorzugsweise radial vorspringen.

9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützbereiche (28) an der Innenwand eines Trag­ rings (14) ausgebildet sind, der den rohrförmigen Gehäuseabschnitt (12) des Elektromotors mit Abstand (16) umgibt.